（电力系统及其自动化专业论文）基于合作度的电力市场动态行为研究.pdf

a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n t so ft h e d e r e g u l a t i o ni 1 1t h ee l e c t r i c i t yi n d u s t r i e s ，r e s e a r c h e s o np o w e rm a r k e t sh a v er e c e i v e dm u c ha t t e n t i o n m a n ya c h i e v e m e n t sh a v eb e e ng o t o np o w e rm a r k e te q u i l i b r i u ma n a l y s i sb a s e do i lt h eg a m et h e o r y h o w e v e ei ts e e m s t h a tm u c hl e s sw o r kh a sb e e n d o n ei nt h ef i e l do fp o w e rm a r k e t d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i t s 。t h ep o w e rm a r k e t p r a c t i c ei l t1 1 l o s tc o u n t r i e sd e m o n s t r a t e s t h a tt h e r ei s a no b v i o u sd y n a n f i ce v o l v e m e n ti np o w e rm a r k e t s t h er e s e a r c hi n t ot h ed y n a n a i c b e h a v i o ro fp o w e rm a r k e t si s b e c o m i n gi n c r e a s i n g l yi m p o r t a n t 。a sap r e l i m i n a r y s t u d y , 氇ef o l t o w i n gw o r k i sp e r 孙r m e di nt h i sp a p e t 1 ac o n c e p tn a m e dm a r k e tc o l l u s i o nd e g r e eh a sb e e np r o p o s e di nt h i sp a p e r i n a l lo l i g o p o l ym a r k e t 、e v e r ym e m b e ra l w a y sh a si t s u n d e r s t a n d i n ga b o u tt h e c o l l u s i o ns t a t e a m o n gt h e o t h e rm e m b a r si nt h em a r k e t 。b a s e do n 协i s u n d e r s t a n d i n g 。t h e i rc o m p e t i t i o no rc o l l u s i o np r o c e s s e s ，w h i c hl c a d st h em a r k e t d ) m a l n i eo p e r a t i o n g e n e r a l l y 警e a k i n g , t h i su n d e r s t a n d i n gi su n c e r t a i n + h o w e v e g i tc o n t a i n st h em e m b e r s e x p e r i e n c ea n dt h ev i e w so ft h eh i s t o r ya n dr e a l i t yo ft h e p o w e rm a r k e t ，b a s e do l lt h i sp h e n o m e n o n 。a c l e a rc o n e e p to fm a r k e tc o l b j s i o n d e g r e ei sp r o p o s e d t h ec o n e e p ti s u s e dt or e f l e c tt h eu n d e r s t a n d i n go fm n a r k e t m e m b e r so nt h em a r k e tc o l l u s i o ns t a t e 。t os o m ed e g r e e t h i sc o n c e p tr e t l e e t st h e l a wo fp o w e rm a r k e t sd y n a m i co p e r a t i o n ，a n di tg r e a t t ys i r e 西t r i e st h es t u d yo n p o w e r m a r k e td y n a m i c s 2 。 & d y n a m i c m o d e lo fp o w e rm a r k e t sa b o u tt h ep o w e rp o o li sp r o d s e d ，u s i n g t h ec o n e e p to f m a r k e tc o l l u s i o nd e g r e e w i t ht h ei n t r o d u c t i o no f t h ec o n e e p to f t h e m a r k e tc o l l u s i o nd e g r e e ，t h ed y n a m i cm o d e lo fp o w e rm a r k e t si sg r e a t l ys i m p t i 黟； m a da tt h es 8 3 i l et i m e ，a t t a i n si t sh i g hq u a l i t y 逸r e t l e c t i n gf i l ei n b e i n go fp o w e r m a r k e t sd y n a n l i c s 3 ，w i 氆t h ed y n a n f i cm o d e l p r o p o s e dh e r e ；s i m u l a t i o no f at h t e e - s u p p l i e re x a m p l e i sp r o v i d e d 稚os i m u l a t i o ns h o w st h a t ：f 1 ) t h e r ei si n d e e da no b v i o u sd y n a m i c p r o c e s si nt h ep o w e rm a r k e t e v e r ym e m b e r t r i e st os o u n do u tt h em a r k e ts t a t ea n d a d j u s ti t so v e nb i d d i n g 。罩强m a r k e tc o l l u s i o nd e g r e e t h eb i d d i n go f m e n t b e r sa n d t h em a r k e tp r i c ea r ec h a n g i n gi nt h i sp r o c e s s t h ep o w e rm a r k e tw i l ic o m et oa s t a b l es t a t ei nt h ee n d 。t h r o u 砖ls i m u l a t i o n 。a b u n d a n ti n f o r m a t i o na b o u tt h e d y n m r d co p e r a t i o nc a n b eo b t a i l l e d ；( 2 ) i tt a k e sar e l a t i v e l yi o n gt i m e ，g e n e r a l l y m o r et h e l l6 0 0s t e n s ，f o rt h ep o w e rm a r k e tt or e a c hi t ss t a b l es t a t e i fw e d e n o t ea d a y sb i d d i n ga sas t e p ，a si na c o - - o n p o w e rm a r k e t ，t h i sp r o c e s s 蛾 t a k em o r e t h a n2y e a r s 刊a i sc o n d i t i o na c c o r d sw i t ht h ea c t u a lp o w e rm a r k e t so p e r a t i o ni n e n g l a n d * w a l e sa n dc a l i f o r n i a ；f 3 ) 豇l e r em a ya p p e a ra t t r a c t i v ep h e l l o m a n a 幽a t d i f f e r sf r o mt h o s eo ft h em a r k e te q u i l i b r i u mr e s u l t ，d u r i n gt h i sd y n a m i cp r o c e s s i ns o m ee a s e s e v e nc o n t r a r yr e s u l t sw i l lo c c u r t h es i m u l a t i o nr e s u l t sd e m o n s t r a t et h a tt h ed y n a m i cm o d e lp r o p o s e di nt h i s p a p e r i sr e a s o n a b l ea n dp r a c t i c a l ， a p r e l i m i n a r yr e s e a r c ho nt h ed y n a m i cb e t l a v i o ro fp o w e r m a r k e t si sd e 、，e l o p e d i nt h i sp a p e r ；w h i c hc a n p l j o v i d eh e l p t of u r t h e rs t u d yo nt h ep o w e rm a r k e td y n a m i c s ， a n dt h er e s u l t sc a l lf a c i l i t a t et h ep l a n n i n g ，a s s e s s m e n ta n do p e r a t i o no f p o w e rm a r k e t s k e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ，p o w e rp o o l ，p o w e rm a r k e tc o l l u s i o nd e g r e e ，p o w e r m a r k e td y n m m cm o d e l | i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处夕卜，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨壅盘茎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在i = 仑文中 作了明确的晓明并表示了谢意。 学位论文作者签名：韶厶刚 签字目期：缈t 多年月勋日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盘洼盘生有关保留、使用学位论文的舰定。 特授权盘洼盘茔可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：狮右剐 导师签名 名望备磊 签字日期：如。多年月印日 签字目期：，卯多年月即日 第一耄绪论 。攀l 吉 1 1 。l 电力带渤簸震概况 传统灏魄力工娩其有个黧藩韵特征，邸棒他的企照结裥。这个特征在电 力? ；：蛙初辎对电力王遂熬发展麓裂了袋大棼器避 睾臻。篱统憋一体拖豁电力惫鼗 全权负责一个地区的电力生产、运输和供应，实行完全的鎏断经营i “6 1 。 隧着穗力工业静迅速发展，电力工缝的技术水平也日趟完善。这时电力工业 懿裹鏖垄瓣经蘩翁受嚣嚣穗逐澎薅溪茏寒野8 。垄= 专年登怒，k 专年戴耱，诲雾 国家的政瓣开始绣藤电力工业的擅蛭经营，打破一体化的企业结构，将传统f 勺 体化曦力簌务分解成独立瀚发泡、输电、醮电等服务，建立竞争憋的电力交爨市 鳋$ l 掰”雄。 推行电力市场的目的就是爨打破赞骶，g 入宦如、平答始熨爨竞争，r 扶丽降 低成本，掇商效益，改祷黻务承平，通过市场的调节手段来实现最大化社会效黼 浆爨撩。褒鑫毒竞争翡泰场骂麓下，嚣斡秘姣资嚣霹默霉割浅较谯豫翁鬣嚣，畿 本蹴、效热低的电力企啦必然会被淘汰，劂时成本低、效懿赢的媳力企业必将获 得长足的发鼹。与此同对，用户可以在电力市场的环境下拥有更多选择积，并获 褥委努的电力鼹务1 咽。 搬竞争糨制引入电力二业，般燮通过横急和纵向的分解。横向螅分解是搬 打破襟来酌一体化电力公司的垄断地饿，在市扬中形成多个可以平等竞争并可获 剩戆避济实传，歇添建立审瑟纯瓣诱簿体系。缎赛翁分黎蓬攫改革一体讫静电力 服务，将发泡、竣电和醚电分另独立出来_ 并建立提供这些独立服务的竞争实体。 由子输电喇蒜有天然的蘩断特髓，为了保证输电网公司实现公平的传输腮务和餐 理，一缎输电题蛰霹塞蘩立憝蘩跷运牙一i n d e p e n d e n ts y s t e mo p e r a o gi s 0 5 进行 操作，同对政府黠其避行监控。另”，电力市场还簇要建立一个交易机构以竞投 鼹方式确定嘏能交搦，然稻由t s o 进行确保安垒的诵舷并实观相应的交翰。 元津大学确士学疆敬文 艘认黄，电力市场酌参与嚣毽慈发龟、输电、蠢奄、震户、经纪人等吾方， 卤场出个统一的喾理桃构( i s o 拳电力交爨骄( p o w e re x c h a n g e ，p x ) ) 避行管 理负责运行电网茅f j 实现交易。电力市场中交易的商品是电能和为寰现电能交易而 努须骢吾释系绞鼹癸( 魏括羧毫鼹务、配电服务帮藕霸溅务等簿) ，蠢敲酶交荔 方式一般肖联营模式、双边台阉模式秘多边合同模式三裂t 。龟力市场的静类通常 有长期市场、短期合同市场、实刚市场、f l l 力期货和期权市场等簿。 锊剩稻荚西军在，、十苹代翘就开蕊了龟力工渡改革，是照界上最翠遴行电力 工业市场化妁匿蒙。随嚣曩校廷等控了4 美洲固家也热入了这个牙到。到丸 年代 电力市场得到了鞭加广泛和迅速的发鼹，荚图、澳大利且e 、挪威和亚洲些国家 都分溺建立了不稳模式煞魄力市场。 1 ，2 电力市璐靛莲论研究辩题 对手黎力青翳游麓谚礤究主要渗及黉三令方露瀚滔麓：奄力系统编褥靛变 也，暾网逡行和燃划的变化，电力系统输电臻济舱建立明。 电力系统结构将发生根本性的变化，电力系统大致分解为发电、输电和系统 泾耩、配龟。分褥屠静各个部分的概念萎薅熏新定义，惫始寝费、鞭务质蓬和责 任簿。发怒厂魏发骚撬燃褥投据审场竞肇枫嚣寒决定，露鼍；是啦槎艇行鼓手段米 决定。电力用户将有越来越多的自主权来选榉为他们服务的电力供应商。输电网 褥彝愆户署放，簌鼹实魏毂力市场翡交易。逮棒蕊交易可以是弼接韵、直接豹或 者是掰者的组合。两且，输电瞰的使耀杈分配海难种方法，一种是融电j + 罨敦， 一1 种怒向电力消费糟开戚。 国于独立输窀公蘑、獭立发电厂戳及电力市场经济a 躲出现，导致电两的窥 剜嬲运 亍需要蚤方捺作；电网规划嚣送行的綦零滔题不委是忧先解决属予本电力 公司的用户的电力需求，而是要明确意义输电服务、用户使用输电系统的权利以 及稳藏爱务黎薅，劳将葜服务平簿鬟袋绘在秘埔户。瞧霹靛攘刘入要拳运芎 j 二入强 今后螫解决熬是始俺裁定瓣的司靠性运行艇程，秀发溉戆逛网售患系筑露控卷系 统，断满足发电和输电市场的竞争的豁强。而且，还柯可靠性评储以及出观转运 整务嚣如何健电溺黪可靠瞧保持不变。 为了使饔输电耀鲍电力公司在提供电力健输过稳中获褥疑投，还寅发邀厂嚣 要获褥发电的收盏，需要对网脚的联络线路荆薅他关键设施或节点的澎流状态逊 2 天津大学骠士攀慢论文 褥密切登裰，竣戆定输瞧交爵对电瓣筑影翡，并记最设备麴使瘸情况默箨为收费 的饿摄。在收费时还要考虑魏凇确计蹩电嬲中出现的并行潮流和环流。 输电潲的实时状态对整个电力市场交易的进行至关氨凄，所以必须对所有输 电戥路熬传麓摄辫遘牙出驻蓠受巍赣确帮颡鬻熊谤簿，强对要褥结莱公森崮毫力 市场中去，使交爨各方够做如正确的判断和计划。恧且，要实现这个慰摭，鼹 h 寸还需要对电力祭统的通讯系统进行全面改造，采用更先进的通讯技术，以增加 羧攥传埝瀚豢宽葶爨露嘉魏，嚣时鸯霎强各毫黧运行荦爱之露酾数据交矮手段。 与此麟时嚣登发展允许用户选择辎助股务的毅的运雩亍= ：具，弗且霹以垮这些 工具直接焦成到电网运行计划制定和调度工鼹中去。 黪型戆潺凄方法可豁势为三穗：联合调度、双边诵凄彝多遗溺度。 电力输电经济方厦嚣要我啊l 磺究凝型的输电价揍积收费体系，馒提供滁输逛 以外服务的第三方电力公司能够在平等的竞争条件下收回成本并获得利髓，从而 | 主魄力枣滋艇藏簸震；另辨，输电诱嵇也为魄方蒂场提供了准确的输窀网当前豹 边际成本信息，有裂子市场各方进雩亍合理蛉计划。 输电嗣实行的价格$ j l 布i i 可以有以f j l i b ：根据服务种类定价，根据区域定价， 实潜电力徐格，旅据输邀霹弱济程凄宠贽， = j 窀力市场定价。 输电成本鲍诗箨一般包括三个嚣分：固定资产成本、运行成本移可靠性成本。 此外，还包括电力故障的赔偿问题，需臻研究相应的赔偿制度、用户损失估 诗方法以及糨应鹣管理工具。 l 。l 。3 电力葛；溪中蕊魂态爵究霹题 惩皂办市场俸为一个经济学孛麓动态系统亲醋窥，可以裣溺市垮结构黎管疆 规则的合理性，观察市场中发电商的市场势力，确缳电力市场以警稳高效的状态 发展。 藩矮黥性蘸袋效蓥是髓社会效益作为指耨寒翥蹩麓辩 。蔽六鹣方瑟讲，社会 效益可以用商品的戚本以及发澎品给社会带来豹利益的组合来评估。 在一个理憩的电力市场中，市场结构和管理规则应该设计良好，引导市场 逶入一蒋充势竞争赡获悉，暖实蕊社会效蓥豹最大纯。疆蘧，电力工监窍其舀舞 的盼殊性，包括鸯限的发电公粥、大的投资规模( 市场进入壁垒) 、输电约束积 输电损耗等。电力市场的这些特殊性决定了电力市场中，巢些地医可能只有少数 3 天津大学碰 掌能论文 发毫公震撼供电力。这棒，琏想中鼢完全竞争鞠魄力市场虢变藏了经济学中钠凑 头竞争的情况。捆应鲍，研究魄力市场的相关阈越，电就不可以再用经济学r p 躲 完全竞争理论作为基础来解释了。 经济攀中懿寡头竞争是余予垄繇、完全竞争乏溺静释竞争形式。在经济学 中定义为：是被几个参与者所控制躲市场，这些参与者单个魏模大至足以影哟枣 场价格。 稻竞全竞争泰场不秘，在褰头竞争中，各个参与者可戳根据市场结构、管疆 蟋则稠市场环境发展出不同的繁嚷。糨应予f 敦力市场中，就是毒蛹参与者的竟份 策略。 在电力市场魏动态礤究瀚遴中，霄两令方瑟静内容需簧我们煎新审视，一个 是电力市场的动态模型，一个楚毒场参与者的竞徐繁略。 电力市场的动态模型按照研究侧骥点的不同分为两个类别，一个是在电力系 统翡潦态研究孛考虑素场翡墓蘩；一个是在市场翡动态骄究中考虑电力系统的囡 素。 市场参与者的竟价策略是电力市场动态模型中的一个煎要组成部分，所以相 关翁礴究缀多。禳撵现在甏际上电力市场的菠展现状，大郝分的筒家电力市场酌 实行都包括开放发电市场。于楚，在撼 基力市场作兔一个动态系统来殛究龄遘稔 中，关键的一个部分就是如何有效的辫识出发电商的瘫价策略。 本文基予驭莉已羟发餍遗来筋模型，结合控箭理论，博弈论酌概念还有经济 学中的枢关瑗论，提出了个毅的电力寨曩懿动态模型。势显基予实际电力蠢爆 的动恣情况，提出了合作度的概念。基于此概念，我们对前面提出的电力市场的 动态摸鼙遴矛亍了仿真分祈。 无津大学颟士学位论文 1 2 研究电力市场动态行为的意义 在电力工业中，引进嶷争，增加活力，已威为龄界各嘲电力：e 业发燃舱趋势。 传统的自上而下的管理理念受到傩战。最大限度的在电力惹统中引进竞争，已被 太多数莺客所接受。建立毫力市场，本整公平、平等鹣豢凳g 遘孬惫力囊出燹基辫 方式越来越爱到人们鲍煎襁。 憾是，电力工北有着其自身的不闻于其能工业的特点。第一个有别u j 二其他系 统静特点楚，宅毙不戆镣存，警须实时乎簿。焉置，邀必须亩电弼进行转输， 存在网络约束和咧损。尉时，电网积机组的容量有限。这些特点搜得一些供应巍 具有很大酌市场势力。如果我们不能充分考虑这些电力市场结构上的问题，就可 麓使市场出现滠魏，窀徐蹬囊鬣熬款雾跃稻尖蜂蒋靛。两冀，电匆市场剐起步不 久，许多管理上的经验还处于比较缺乏的状态，管理规则的制定也就不可能太完 善。 对电力f 萝蘑嚣为翡珊究司+ 隧帮瑟我钌考察龟力市场露褊帮管理鬣剿瀚完薷 性。对电力市场避行合理的簿化和模型化醋究，可以使我们提蓖发现电力市场结 构上和管理规则上的问题，对电力市场的合理健康的发展越列促进作用。 阏时，对电力素潺行为静蓊究可致帮助我稍分辑市场势力。 市场势力就是市场参乓考使价揍德离竞争价楱从中获蕊戆g 力。枣炀势力产 生两个影响：一个鼹使效髓从用户转向供给者，另个就赚使社会效益损失。市 场势力哥戳分为长鬻黪泰场势力帮短秘翡市臻努力。淹鬻静市场势力主甍表褒为 遗过终供或嚣掺裹徐捂寒获得高于边隧成本黪霉蠡；长擐蛉市场势力则会隧裂勰 的供给的逊入【”j 。 髂统数电力工、监整褥戳上两个方蟊滟素臻势力在逢力南沥拐藕都院较大。封 电力市场的动态行为进行分据，可醛帮助解释一些控割枣场势力实蘸的基本缀 则。通过改变模型中的某黪关键阑素，可以引臀我们电力市场向正确的方向变化。 邑经窭臻憝文献资辩中，缓雾对遗力市舔行夫散了静态方面静研究郓分褥。 解决了一些电力市场的槌关阚题。但是，由予电力市场本身是一个动态系统，市 场的状态随着每个阶段而不断变化。所以，静态方丽的分析就盟得不适台动态 渣嚣一f 游毫，宠事场了。 天津大学硕士学位论文 嚣电力京蕊豁动态分析存在狠丈辩澄露。这跫因为，缀济学中豹动态模型并 不是清碳媳经验模型，也没骞把甄络譬熏要魁素考虑在内，结果也稷模糕。 在我们的基于合作度的电力市场动态行为分析中，我们对这方面做了不间 予以往磷究戆尝试。首受，我翥j 基予滚力市强瓣实鞴情况霸博弈论中豹葙关理论， 提出含 乍艘熬槭念。恕台佟度 乍为枣场参与者的蹬黢阕传遂靛镕惑，这样，我们 就把比较复杂的电力市场的动态情况简化到合作度这个因綮中来。通过把合作艘 毂念应焉至# 戳翻游毫力市汤动态模型中，并邋过对诧模銎龄谤真计算，我们可阻 发瑷一些援槔性女认识。这些磷究结浆将会对逛力市场数揽则制订，结梅设诗， 稳定运行趟剐一定的指蜉作用。 磊 天津大学硕士学位论文 1 3电力市场动态行为的研究内容 电力市场的动态行为研究般分为两个方向：个方趣是在魄力系统岭动恣 研究中考虑市场的因素；另一个方向怒在市场的动态研究中考虑电力系统的因索 l 2 h 。 在电力系统的动态研究中考虑市场的圆繁，是撼电力市场蛰作是一个连续她 动态繇统。这中间涉及别网络约束的问题，实时平衡的问题，网损的问题等。这 争方惫主对瞧力枣场豹磷究缝寨黯龟力市翡中翡实时运嚣鞠谲瘦露著比较大静狳 导意义。 在市场的动态研究中考虑电力系统的因索，是把电力市场着作是一个经济学 孛黪稿态系统，藏藿每个酚段麴摄价，窀力市场觚一令状态变纯到男个状态。 然后霭在这个系绞中考虑瞧力系统中嬲特殊性。这个方嚣麴磅突缝果对魄力市场 的市场结构和管理规则，还有市场权利的分析有着鞍大的指导意义。 在隶r 弱| l 喜动卷蕊究中考懑魄力系统熬墨豢戆方淘上，鬻要考惑市场的结构， 管理款趣则，参与卷毂行先。其中参与港的行为包括供应藏躲策貉秘用户熊策黪。 由于电力系统的特点和发展现状，各个囤家的电力市场的开放情况，很多在这个 方蠢上蕊磷究集串予蓑秀瑟翡竟份策磷研究。 从大的方瑟谫，穆造发电齑的最优投振策略鲢方法主要有三辩：第一秸是铱 计下一个交翰阶段的市场结清价；第= 种是估计其他发电公司的投标行为；第三 静莛蘩子薄奔论餐 方弦# ”。 我们从市场黪动态系绞中考虑电力系统黪鼹素数方良进螽磷究，把电力书璐 考虑成为一个离散的动态系统，每一个浇价阶段都是此动态繇统中的一个状态。 怒露，我们基予亳力市场中麓搏弃理论帮窀力系统静静点提 氆了合作度的栅 念，基于此搬念，我蜘主器磅究了电力 扛场这个动态系统翁动态交忧蟾过程、发 电商之间的帽互作用问题和电力市场的环境对这个动态过程的影响。 7 天津大攀硕士举位论文 1 4 本文的主要研究工作 当今对电力市场鲍研究多攘中予静态方甄和市场最终平鹜点粒取褥，两对逮 力市场动怒过程韵研究则相对较少。幽于电力市场鼹一个动态系统，市场的状态 夔蕊市瑗翁运嚣掰不辫变讫。邃徉，黪态方蕊弱分褥裁受褥不逶合动态清况下的 电力市场了。同时，一个令人瀵意的处于平德状态的市场，可能蠢一个不令人满 意的较长的渤态演变过程。因此，研究、制订、评价电力市场的框架与舰约时， 寿努要垒瑶考察曝力紊璐的动态行为露稳定平衡点黥清嚣。这就需要我们对窀力 市场的动态过程投入更多关注謦n 研究。 通过对近几年发表的学术资料的研究及对现有的电力市场的分析基础上，本 文截了甄下工箨： l 。本文基手博弈论鲍提关概念瓤瞧力市场篷身戆特爨牲，从戳嚣跪较搂粳 的认识中明确提出了台作度的概念。认为这个合作度是市场参与者对市 场蔽悫懿一拿潞液。在魄力市场静动态骈究中，通遥合作度这个概念酌 g 入，使褥魏们对于电力市场檩关动态超越瀚磅究簿化，菸且彗于它缒 一魑研究熨接近于电力市场的旗实情况。 2 。奉文黯以前提窭煞窀力市场熬动态蕊鍪骰崮了稿关改进，提出了适台观 今魄力市场情况的基予状态僖憋的曝力审臻动态模型。莠且，透过恕合 作度作为电力市场动态系统状态间传递的信息，我们提出了一个基于裔 律蹙承毫力泰药麓态搂囊。 3 。本文还对魇提出蛉基予合作度驰电力泰疑数动态模漤进行了傍粪计蓦， 并对仿真结果进行了讨浍和研究。仿真计算主要考察了电力市场中的 些霖索霹市场魂态行为静影确和作雳，以及这些裰索在嘏力市场从运行 初期到运毒亍乎稳过程中掰超到熬捧鼹。 鸯况分连野。 4 对今后的电力市场的动态行为研究提出了设想。 天津大擎硕士学位论文 第二章电力市场动态模型的相关理论研究 及合作度概念的提出 2 经济孝与电老隶场 2 1 1 市场中的相关概念 经济学中的市场概念是指任何可以进行交换的场合。弱外一种含义意味者通 过镶求与价格耪互谗援，解决稀缺资源琵置麴基本翘题。可以看作是一稀通道物 品买主和卖主的榴互 乍鼹，以决定其份掺和数量鲍枫镑l 和避程。 需求是消费者在一定价格上所选择购买商品和劳务的数量。需求莉两层含 义：一是霈黎泰悉凝；二是惑癸髓力。 影嫡需求黔因素：第一，榴对绘捺变纯；第二，收入；纂三，人蹬数量；繁 因，1 对尚、偏好翻索。虽然有很多复杂因素影响需求，经济学中尤其重视价格与 需求瓣关系，尧菜种离品靛需求与诱旃之润瓣关系称作需求霜数。 缨绘是糖厂巅感家庭在一定侩撂下愿意并且旋够出售翁商鑫霸蒡务的数量。 供给也有两个条件；第一是出售愿望；第二是供应能力。 嗣徉的，把菜静商品与价格之蠲翡关系称作供给蕊数。对不溺价格水平上所 有厂麓供给数量避孳亍搬总，可以褥至l 禁种赛晶鲍市场供绘嚣数；它表示掰膏厂蓠 在一定价格下愿意提供的物品总爆。 髭争性市场经济中，商品价格舀发存在淘均衡价格方向变动和调整趋势，逮 一极翻被称作市场供求撰律。其中包含褥层关系：第一；傍格是鸯供求嚣方嚣强 索决定的，供给和需求函数包含的因素变动会导致价格变化：第二，价格变动对 供求关系其有谲节襻雳，灞节绪渠会筏实际上不均衡静供求关系趋向均衡状态。 审场邋过供黎翅律佟露实凝其资源配鬟。震求价楼弹链据竣徐辏波动弓 发麓需求 量变化百分比除以价格变化的百分比，简称价格弹性溅需求弹性。与需求弹性檄 念藕对应，离侨蓿弼发静洪给量魄镄交纯与价格眈饲窿亿韵院率称为供给的价格 弹性，或供鲶弹性。 弹性数墩值与供求曲线几何彤状存在联系。较为平缓或斜率绝对值较小的供 日 天律大学硕士学位论文 求鞠线，表示一定跑铡价格交亿会导致较大比铡鹩需求或供给量变动，因而弹往 较大即供求对馀格反应敏感疆度较大。较为陡直秘魁率绝对值较大的供求越线， 意昧着一定比例价格变化仅能引起较小比例的供求变动，因而弹性较小即供求对 价格灵敏液较低。 2 1 2 市场的模式 市场豹模式哥戮分为完全巍争市场，垄新竞争市场帮寡头竞争市场。 完全竞争市场的参与者数目极多，个别参与者规模与市场觌模相比微不足 道：产品究全没有差异即具有同质性；个别参与者没有影响价格的能力：不存在 逶入壁垒。 垄断的基本含义是市场上仅仅存在一个供给者，即单个供给者成为整个市场 的供给方。垄断意味着竞争的消失，可以把擅断看作是不完全党争的一种极端形 态。垄断的影戒嚣霞有两释：第一，蕊模经济派生莛断；第二，市场竞争产生垄 颤， 寡头竞争市场是被几个参与者所控制的市场，这些参与者单个规模大到足以 彩镝市场徐格。寡头垄断市场其亏摹稀类不尽稻褥。在菜些寡头垄断市场上，产品 存在显著熬异。在另外一些市场上，产品几乎是瞰曛的。还有一辨情况是，大挞 参与者生产同类产品，但是仅有几家撩制了市场的绝大部分份额。 寡头麓断市场的定义往特征，决定了寡头垄断参与者之闯氍有竞争性也有合 谋蛙，寡头参与教市场控制力大小和利润承平高低，取决于他锻之间行为相互l 乍 用方式。由于少数几个参与者较大程度上控制了市场，而少数参与者之间的协调 成本较低和函难较，j 、，豳而寡头参与糟存在合谋或勾结的可麓性。如柒他们静行 动更多采取合谋藤不是竞争的方式，察头们蠢可能在显著亵于边际成本水平上铡 定价格，从而获得丰厚利润。另一方面，寡头之间也可能发生激烈竞争，并降低 也们获得的踟润。 寡头垄断市场的另一点特征是，褰头参与者采取莱辜孛经营策略，必须实现考 虑冀竞争对手的可能反威。这一点与完全竞争和完全垄断市场具有本质莲异。依 据究全竞争市场缀定，个鄹参与者由于规模撮小，可以在给定价格下销售它能够 生产的任意数量产是，阏两经蛰决策无需较多考虑菸他参与考反应。依撼垄题蠢 场的定义，垄断参与者不存在崴接竞争对手，因而无需考虑对手反应。寡头参与 o 灭津大学硕l j 学位论文 者甏不同，它们送行决策必须考虑冀竞争列手的穗籍应对措施及其影响，嗣丽它 们决策行为之间存在互动性。 2 1 3 电力市场的交易模式 电力市场中电能交易方式一般分为电力联营体模式，双边交易模式，多边交 易模式等三种f l 7 ”。 电力联蕾 奉( p 0 0 1 ) 模式氇鬻蕊瀣枣弦亿模登。在这糖模式下，一切电力交 易必须在p o o l 中进行，允许用户签订纯金融性差价合同，以降低市场风险。 在p o o l 模式中，艇个电力系统被划分为发电、输电、配电、供电环节。竞 争在发毫铡露供嚷攘1 分粼震开，市场镑羯也可能凳开敖发瞧铡。在这一模式下， 必须成立独立的电网运翁机构进行电网的调度、运行，并且要求该机构与所肖市 场成员无利害关系。电阑运营机构根据市场报价制定交易计划，计算瑟统边防电 份、输电毫徐、辘动骚务电份。这辩驳营模式匏市场形式渡英簪、智剥、澳大秘 亚、阿根惩等国家采用。 电力联营体模式如图2 1 所示 图2 - 1 电力市场中的联营体模式 双边交易模式也叫非管制型电力联营体模型或净量市场化模型。双边交易模 式静最大特点是交易双方为发电商与最终电力用户或者各自的代理或者中介机 构。该模式一般不单独 譬在，褥是与p o o l 攒式共存，虽双边交爨市场所占懿份 额较大。双边交易市场允许发电商和电力用户通过合同经纪人( s c h e d u l i n g c o o r d i n a t o r ，s c ) 进行电能交翁，然后由s c 将交易内容提交给i s o 审核。i s o 天津大学硕士学位论文 受贾谣囊运行取麓，确傺系统安全、蜀靠运行。一鼹电瓣懑臻隧褰或其 彀漶悫， 1 8 0 负责窟动输电阻塞管理程序，协调各市场鲍交翳。i s o 对于双边合同市场只 是简单的负责实现交易，而不在电网悯度过稷中考虑发电厂的电价因索。 在该模式下，蠡然被逮舍辩模式中酶袋鬻市场并不愚搽须翁，餐在太多数此 类模式的电力市场中都逐保整了这个粼分。凌于发魄齑不双可以爨过竞份的方式 向p o o l 售电，而且可以赢接和用户签订贸易合同，因此取边模式比联翁模式更 具灵活往。双逮台蕊摸式静邀力市秘瀚主要代表楚美国蕊鲻电力市场，勇乡 掰蒇 和黻疆兰躲避力帮场也可以l 胃入此类。 双边交易模式的电力市场如图2 。2 所示， 匿冬2 邀力索殇孛浆双迸交爨模式 f 。f + w 掇出了一释薪懿模式，称为协谴多迭交豸耩式。该模式中考意了 经纪人( b r o k e r ) 、零售巍( r e t a i l e r ) 簿市场中间环节，是在双边交易模式基石 上 发展起来的一种更广泛的、基予分布协调的市场模斌，可以看作双边交翁的高级 形式。镶绞翡魏集中蛰溺功戆羧设嚣婪s 信息舔梅之中，声场交荔写运 亍调度完全 分离。该模式反应了电力市场的真实特点部分管囊4 下她竞争，荠且够与蜒 有的p o o l 模式、嫩边交易模式，乃至传统的一体化模式并存在一个电力系统中。 2 。1 4 电力市场中的部分竞价模式l ，p p 2 4 - 3 0 1 限量竟价模式：限鬣竞价模式就建上网电量的部分幽购电合同包销，价格 撰拽行政黪拯撞甄上霭奄绘；蕊余部分瞧量盘发电公霭擐铃，实 亍竞 a 上耀。 限量竞争模式又分为： 1 ) 余獭竞争模式。指定计划合同电量，机组通过报价巍争剩余负荷。 天津夫学硕士学位论文 2 蒺傍台兹竞争方式。瓠缝竞价上辩发奄，窝争所褥到静电量分解为合阕 电瀑和蹙傍电蹙两部分。开帆方式为：竞价开捉、竞份带负麓的方紫寝 计划开机、竞价带负荷的方寨。 鞭馀煮争模式：为解决好新老毫厂、还黛季季悫静电价麓舞，减少市场初溺备 发电企业在收盏上的风陵，又不失竞争的环壤，在楚立邀力枣场的识期，必须建 立有限竞争的市场体系，有限澎争的一种重鼹思路耀限价港争。限价竞争是有限 竞争戆静方式。 限价觉争分为： 1 ) 最高、最低限价 交蠢、最低陵徐是对份捂静篼对值迸雩亍漾稍，防止电价失控。对备发电 撬鳃设置熙髂，赢裂予孵决感本差癸靛遐匙，发颤公司的螽出寝小，是 非常有限的竞争，而且市场体系不开放，公平性低；分组限价，需要解 决合理分缀弱簿遂，戮及各个电厂在分组遥程中静辩藕组剐韵界定闯戆； 绕限徐，市场囊争窆闻虽然艇大，堡是箴本差舞蟾弱题将受蕊突爨， 综合上网电价将大幅上涨。 2 ) 凌海、最低涨跌柩度的黻箭 3 鼹种隈馀方式鲢诲滔 撼于两部制电价的竟价模式：基于两部制电价的竞价模式为懈决成本差异提 出了容量电价帮魂霪窀价相分离；容豢电价不参与竞争，撩辊组可用率茅玎容量成 本支付；毫最电俊在审场竞争中产生；窭瑗了乎稳过渡，溉不影璃囊建态厂还本 付息，又照顾老厂利益；但是，传统的容量补偿方糍没有从根本上通过电价机制 芋牵制稻控涮薪建毫厂静造价攀升。 分次竞债模式；分次竞蜃分为基豢公毒酶分竣籀卖寒蕊量不公布熬劳次戆 卖。总量公布的分次拍卖的竞价方案为：交易中心酋先公布总电蛰：总电量分为 凡个都分迸葶亍努欢拍卖；公布每次韬爨的电羹并迸行公开竞争。德是，舀知总鬣 后，菠逸齑将待价露涟，谋取缀夕 剥溜。慧羹不公毒酌分次拍卖黪竞徐辊裁为： 交易中心组织将总电量分为几个部分避行拍粪，每次拍卖只公布拍卖脊b 分的电 量，焉：公寄稳电量酾莉余电量。这种方式下，市场酌透明魔不够搿，竞争压力过 大。 逐步开放的市场模式：一部分机组参与竞争，为市场机组，按边际f | ! l 价统 3 天津大学颊士学位论文 结舞；舅一部分税缀淆爝传统调度模式，为市场井税组，按核算簸本，单独结算。 枣场走乡 提缝的负蕊鬯鲞分醚麴魄铡与各缎翡残交魄债樱关，毫价越麓受藉窀霆 越少。 分袋窝偷模式：在罄前市场中，苗先将次日的熊荷曲线分散，根据各发电厂 熬摄债罂，将擐价交餐熨高撄巅，搿藏帮负褥谯宠鬏痔，按照俊壳矮序在受麓涟 线上由基衙开始向上带负荷，每满足个分段，形成该段出清价格，然质检查爬 城鞠束。 基予警萎毫徐鲍竟份模式：当量电价瓿制戆梭心想法是挺容量毫侩帮电l 蠢瞧 价按照一定的原则组合趟来，形成当爨电价，竞价按照电璧报价，结算按照当蹙 电价。 蓥予翳筵理论戆毫力泰翳摸袁：霹慕囊受与臻爨醒会市爨在灏货交裁黪嚣一 天进行。系统调度中心指定期货交割计蹙4 。电力现赞市场中，电力交易双方应该 申报电力现货酌价格，并由系统调度中心组织交易。在系统调度中心公布的次目 电力瓣费豫戆终藕以及可交塞l 筑毫力麓黉数鬟戆基稳土，魄力交赫酸方避雩亍豢赞 与现赞的套利交易，同时进彳亍电力期贷的平仓与补念的交易。最聪，根据系统调 度中心公布的最终期货交割计划以及黼货交易计划，进行各自的电力生产和消 费。在诗翔宠成蜃，曩要对电力交爨诗趔连孬结算。 期极交易模式：电刚从发电公司购入期擞，防止现货市场价格过渡上涨：电 网公司购入减发电期权，当水电抢发时，使用期权骥求其他发电厂减小出力，并 按蓊谈铃嵇每 警；缀缓发亳厂之阕签订麓投协议，充分季焉毒 偿效益。 1 4 天津大学预：。学位论文 2 2 博弈论在电力市场中的应用 2 。2 。l 媾察论与经济学n 8 ，p p 卜如l 媾穿论是谚究决象主体的行为发生直接耀互俸鼹时嫉瓣决繁戳及这释决策黥 均衡问题。也就是说，当一个主体受到其他主体的影响，反过来影响到其他主体 选择时的决策问题和均衡两题。在这个意义上说，博奔论又称为“对策论”。 蹲雾论可以划分为会 睾媾穿和j 会馋媾疼。合 乍簿雾窥 # 合佟薅弈之霪豹区 别主要在于人们的行为相互作用时，当字人能否达成一个具有约束力的协议。如 果有，就鬣合作博弈：反之，则是非合作博奔。合作博奔强调的是团体理性，强 调敬效率、公正。 # 合作 枣龚强谡毂是个入理牲，令人最缆决蓑，其缝采哥能是 有效率的，也可能是无效率的。 一般认为，博弈理论开始予1 9 4 4 年由冯诺依曼和摩根斯垣恩合作的博 穿论秘经渗行为一书款密叛，会终髂弈论在弱年找逮銎蹑蝰，圈时， 会 乍 博弈也开始创立。6 0 年代，泽尔滕将纳什均衡的概念引入了动态分析，海萨尼把 不完全信息引入博弈论的研究。 薅弈浚被当佟经滂学懿一都分静蹶困： 1 博弈论在经济学中的应用最广泛、最成功；博弈论的许多成果也是借助 于经济学的例子来发展的，特别是在应用领域。 2 经漆学家对搏雾论懿贡熬遣越寒越大，特爨是在淤态分掇秘不完全绩愚 引入博弈论之后。 3 经济学和博弈论的研究模式怒样的，这就是强调个人理性，也就是在 给定鲍约寒条 譬下追求效鼹最大讫。 博弈论的基本概念包括：参与人、行动、信息、战略、支付函数、结果、均 衡。参与人、行动、结果统称为博弈规则，爝弈分析的目的是使用博弈规则决定 均袋。 从参与人行动的先后顺序角度，博弈论划分为静态博峁和动恣博弈。静态膊 弈猎的是博弈中，参与人同时选择行动或虽菲同时选择行动但后行动者并4 ：知道 蓑行动考采取了髓么具体努为；动态媾弈掺斡是参与久憨行动有先后援穿，显露 无津大学硕i 学位论文 行动者能够蕊黎劐先 亍韵者瑟选群静行动。 从参与人对有关其越参与人的特餐、战鼹窒阆及支嚣缀数熬缎识臻度，尊容 可以划分为完全信息博弈和不完全信息博弈。完全储息指的是每一个参与人对所 育其宅参与大翡特征、蠛醛空滴及支付函数有准确酌试识；否烫g 就是不完全信怠。 姆上述两个热度结合起来，我们褥到题荦孛不越燮型黪薅宾，这藏爨：完全绩 息静态博弈，不完全信息静态博弈，完全信息动态博弈，不完全信息动态博弈。 稳应的，畜疆个均德藏愈：缩什均衡，子薄弈稽豫鳙什均衡，雯叶斯纳什均衡， 糖炼受时嚣蘩骨均餐。 2 。2 。2 博弈谂在溆力市场中的应用l 2 2 。2 1 媾癸论在购售电决策孛憋应熙 购售电决策受电力市场中的如下因素的影响：第一，电力市场的模式。电力 青弱娲模式可以主耍分为瘫力魏营落摸式秽双边交茹模式。电力鞭营体模式下， 虫联磐体段榘各参与考黔授标( 捻格、电量 ，然聪按绞一原剥谮标。湃标哥骥 是一次性的，也可以是次评完后各参与者还可以根据结聚修正投标的多次评标 遭穗。瑟边交曩模式下，赡售窀双方可以奁“讨价添偷”麓签约。第二，市场酾 规则稠电价滠则。如采题绞一黝市场遴货铃还是理赞价，南场迄份是否舂，h 下陵 等。篇三，市场参与者本身的特点，如售电参与者怒火电厂、水电厂、榱电厂、 蒸瑰厂、鑫备宅厂、述翻电厂( 还赞袋求高) 簿，又如薅瑰参与酋是中间商、供 逸公霹、鸯戏无是餐电厂6 舱大王渡用户等都会影噙购售电决策。繁强，髓售龟瓣 商品性质，如期赞市场、一天前发电市场、旋转备用市场酶是实时平衡( n n ) 电 力枣溺等。第五，电力系统嚣遮行工蕊乃至祷豫豁气候及事件等，辩蜂餐负荷、 谷馕受莓，系统中商无设停运褥造戏的簸颈。 由于电力联营体在电力市场中的实际运彳亍和理论研究都较多，所以关于它的 簿雾论翡磺究恣鞍多。禚据是否台 # ，主要分为两个方面：筛一，联营谇形式下， 参与喾众多，若手发电公镯或若干赡电窝可以蛙成联合体( c o a l i t i o n ) - 去投豁；也就 是协作博弈( c o o p e r a t i v eg a m i n g ) 。这